小鼠肿瘤及分子探针功能成像技术通过荧光、放射性核素、MRI及多模态探针等手段，结合分子特异性识别与高灵敏度成像，实现肿瘤定位、治疗监测及分子机制研究。以下是对该技术的详细介绍：

一、成像技术类型

1.荧光成像

原理：通过荧光标记或报告基因标记目标分子或细胞，利用荧光显微镜或荧光成像系统实时观察小鼠体内的荧光信号。

应用：标记肿瘤细胞、炎症介质等，用于肿瘤生长、炎症反应等研究。例如，利用荧光素酶标记的肿瘤细胞进行活体成像，可实时监测肿瘤的生长和转移。

优势：灵敏度高、分辨率好，可实时观察分子、细胞和组织水平的生物活动。

2.放射性核素显像

原理：通过放射性核素标记的分子探针，利用PET或SPECT等成像技术定量测量目标分子在小鼠体内的分布和代谢动力学。

应用：在肿瘤成像中，可标记肿瘤特异性抗原或受体，实现肿瘤的早期诊断和靶向治疗监测。例如，利用放射性核素标记的CD93单抗探针，可在肺癌荷瘤小鼠体内实现肿瘤的特异性成像。

优势：定量测量、穿透性强，适用于深部组织成像。

3.磁共振成像（MRI）

原理：利用强大的磁场和无损扫描技术，获得小鼠体内的高分辨率图像，提供关于解剖结构、生理功能和病理变化的信息。

应用：在肿瘤成像中，可结合造影剂增强肿瘤与正常组织的对比度，提高肿瘤的检出率。例如，利用氟-19探针进行MRI检查，可活细胞显示MMP活性，为实时氟-19 MRI应用提供简单可靠的方法。

优势：无辐射、高分辨率，可多参数成像。

4.多模态成像

原理：结合两种或多种成像技术，实现优势互补，提高成像的灵敏度和特异性。

应用：在肿瘤成像中，可同时获取肿瘤的解剖结构、功能代谢和分子信息。例如，利用MRI-光声-拉曼三模态成像纳米探针，可实现无创的精准脑肿瘤边界划分和术中图像导航肿瘤切除。

优势：信息丰富、准确性高，适用于复杂疾病的诊断和治疗监测。

二、分子探针类型及功能

1.肿瘤靶向探针

功能：特异性结合肿瘤细胞表面的抗原或受体，实现肿瘤的靶向成像和治疗。

案例：IR-PY探针是一种集肿瘤靶向、肿瘤微酸环境响应及光热治疗为一体的多功能诊疗小分子探针，可在荷瘤小鼠模型中实现肿瘤的近红外荧光/光声双模成像和有效的光热治疗。

2.双响应探针

功能：同时响应肿瘤微环境中的两种或多种刺激因素，提高成像的特异性和敏感性。

案例：RhoSSCy探针是一种硫醇/pH双响应的小分子诊疗探针，可同时对细胞中的硫醇和pH水平进行检测评估，并在荷瘤小鼠模型中实现肿瘤的双模成像和高效的肿瘤光动力治疗。

3.乏氧响应探针

功能：响应肿瘤组织中的乏氧环境，实现乏氧肿瘤的特异性成像和治疗。

案例：IR1048-MZ探针是一种乏氧响应的近红外二区诊疗小分子探针，可在乏氧响应后发射出非常强的近红外二区荧光和光声信号，为深组织肿瘤的位置和边界提供精确测定。

4.多模态探针

功能：结合多种成像模态，实现肿瘤的多参数成像和综合治疗监测。

案例：MRI-光声-拉曼三模态成像纳米探针，可同时提供MRI的解剖结构信息、光声成像的功能代谢信息和拉曼成像的分子信息，实现无创的精准脑肿瘤边界划分和术中图像导航肿瘤切除。

三、应用实例

1.肿瘤诊断与分期

利用分子探针功能成像技术，可实现肿瘤的早期诊断和准确分期，为临床治疗提供重要依据。

2.治疗监测与评估

在肿瘤治疗过程中，利用分子探针功能成像技术可实时监测治疗效果，评估药物疗效和毒性反应，为治疗方案的调整提供科学依据。

3.分子机制研究

利用分子探针功能成像技术，可深入研究肿瘤发生发展的分子机制，为肿瘤的预防和治疗提供新的靶点和策略。